＜イオン交換反応＞
作物は養分として、いろいろな元素を必要とします。（必須元素は１７種類と言われています。） 養分元素を含む肥料などの化合物を土壌に施すと、化合物は水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれ、作物は主にイオンのかたちで養分元素を吸収します。結晶性粘土鉱物（粘土など）はマイナスに帯電しており、表面 に土壌溶液中の陽イオンを電気的に引きつけて保持する機能があります。

＜ＣＥＣ（陽イオン交換容量）＞
この陽イオンを交換・保持する能力を「ＣＥＣ」という言葉で表します。粘土鉱物の種類（土質）によってマイナス電荷の強さに差があり、ＣＥＣはことなります。土壌に粘土鉱物や腐植物質が多くなると、陽イオンを交換保持できる量 （保肥力）が増し作物栄養であるアンモニウム・カリウム・カルシウム・マグネシウムなどの陽イオンが、降雨で土壌から流されるのを防ぐ能力が高くなります。このためＣＥＣの高い土壌を地力の高い土壌と言います。ハウスなどＥＣ(塩類濃度)を下げるためにゼオライトを投入する場合がありますが、ＣＥＣの大きな腐植物質（堆肥）を投入した方がＥＣが下がります。堆肥は地力を増大するだけではなく、微生物性も改善してくれるのです。

＜ＥＣ（電気伝導度）＞
＜土壌溶液中のイオン量＞
土壌の陽イオン交換容量の範囲で肥料が施されていれば、施した肥料はイオンとして土壌に吸着されて、作物の吸収に応じて土壌溶液の中に溶け出してきます。しかし、土壌の陽イオン交換容量 を超えた多量の肥料を施用すれば、極端な場合は土壌溶液の浸透圧が根の浸透圧よりも高くなって、根から水分が土壌溶液中に吸い取られ、植物は脱水状態になって枯死することもあり、この事を濃度障害といいます。

＜ 電気伝導度と施肥＞
電気伝導度は、土を水に溶かした液に微弱な電流を流すと、イオン濃度が高いほど電流がよく流れるので、電流の測定値をイオンの総量の指標にします。単位はS・m-1（ジーメンス・パー・メーター）であらわされます。 作物によって適正ＥＣ値が異なりますが、０.１～０.８の間なら健康に育ちます。０.５以上なら肥料を減らし、１.０を超えたらＭイーシーで除塩が必要となります。